ورود کاربر     مرا با یاد داشته باش؟
 + ثبت نام

مقالات تصادفی
خواص مفید تغذیه ای آبزیان برای مادران باردار ،‌ نوزادان شیرخوار و رشد جنین
مقدمه :

غذا یكی از مهمترین فاكتورهای ضروری و اساسی برای رشد و بقاء زندگی میباشد . مواد غذایی انرژی مورد نیاز برای فعالیت ها ی روزانه و همچنین ساخت و سازهای بدن را فراهم نموده و سیستم دفاعی بدن را برای مقابله با عوامل مضر و بیماریزا آماده نگه میدارند . كمبود مواد غذایی میتواند باعث انواع مختلفی از بیماریها شده كه شدت بیماریهای ایجاد شده بستگی به میزان كمبود هر كدام از مواد غذایی مختلف خواهد داشت . در هر صورت برای اینكه بدن سالم باشد ، ضروری است كه مواد غذایی سالم ،‌به میزان كافی و بطور مناسب از نظر تركیب و درصد پروتئین ، چربی ،‌كربوهیدرات ،‌ ویتامین ها ،‌مواد معدنی و … تأمین گردد .

یكی از مواد غذایی كه میتواند در برگیرندة اكثر نیازهای بدن باشد ،‌ماهی و سایر آبزیان بوده كه بخاطر تركیبات آن بخصوص وجود اسید های چرب امگا-3 بعنوان غذای سلامتی نام گرفته است .

ذر سالهای اخیر مطالعات زیادی در مورد خواص تغذیه ای آبزیان بخصوص نقش آن در پیشگیری و درمان بیماریهای قلبی ، عروقی صورت گرفته است كه همگی مؤید اثرات مثبت تركیبات موجود در بدن ماهی در پیشگیری از این بیماریها بوده است .

یكی دیگر از اثرات مفید تغذیه ای آبزیان كه در سالهای اخیر نظر دانشمندان و محققین را به خود جلب نموده است ، نقش مؤثر تغذیه با آبزیان در رشد و تكامل جنین ، سلامت مادران باردار و نوزادان شیرخوار میباشد كه تمامی اینها نشان میدهند در مناطقی كه زنان باردار از ماهی و سایر آبزیان به میزان كافی در رژیم غذایی خود استفاده مینمایند ، نواقص مادرزادی فرزندان بسیار كمتر بوده و فرزندانی سالمتر بوجود آمده اند .

همانطوریكه در سطور قبلی ذكر گردید ، محققین وجود اسیدهای چرب امگا-3 در ماهی را دلیل این خواص مفید میدانند .
نقش و اهمیت چربیها در تغذیه :

چربی یكی از اجزای اصلی رژیم غذایی بوده كه متخصصین تغذیه معتقدند در افراد بالغ و بزرگسال ، حداقل 15 درصد از انرژی مورد نیاز بدن باید از طریق آنها تأمین گردد . همچنین توصیه مینمایند كه زنان باردار در طول آبستنی بایستی حداقل 20 درصد از انرژی مورد نیاز خود را از چربیها بدست آورند.از طرفی دیگر تعدادی از اسیدهای چرب ضروری وجود دارند كه بدن انسان قادر به ساختن آنها نمیباشد ، لذا ضروری است برای داشتن رشد طبیعی بدن ، این اسیدهای چرب ضروری از طریق مواد غذایی منتقل شود .

اسیدهای چرب ضروری (EFA ) ، ملكولهایی هستند طویل و با تعداد زیاد كربن كه اولین باند دوگانه آنها در موقعیت نیتروژن شماره 3 یا 6 واقع شده است . دو نوع از این اسیدهای چرب ضروری (لینولئیك اسید ( LA ) و آلفا لینولنیك اسید (ALA ) ) در مواد غذایی گیاهی و سبزیجات به میزان كافی وجود دارند . اسیدهای چرب ضروری فوق الذكر سپس طی واكنشهای شیمیایی به آراشیدونیك اسید (‌ AA ) و ایكوزاپنتانوئیك اسید ( EPA ) و یا دوكوزاهگزانوئیك اسید ( DHA ) كه همگنی جزو اسیدهای چرب طویل و اشباع نشده با تعداد بیش از 20 اتم كربن میباشند ، تبدیل میگردند . این اسیدهای چرب اشباع نشده را همچنین میتوان از طریق مواد غذایی تأمین نمود . آراشیدونیك اسید در گیاهان ، تخم مرغ و گوشت دامهای علفخوار وجود داشته و ایكوزاپنتانوئیك اسید و دوكوزاهگزانوئیك اسید در آبزیان به میزان زیاد حدود 100 مرتبه بیشتر از سایر موجودات موجود میباشند . این دو اسید چرب در گروه امگا-3 قرار میگیرند .

ورود
شناسه‌ی کاربری:

رمزعبور:

ورود خودکار



واژه رمز را فراموش کرده‌اید؟

عضو شوید
SmartSection is developed by The SmartFactory (http://www.smartfactory.ca), a division of INBOX Solutions (http://inboxinternational.com)
تغلیظ اسمزی مایعات
نوشته شده توسط Gholibeik در تاریخ ۱۳۸۹/۱۲/۲۱ (2186 بار خوانده شده)
چکیده
امروزه به دلیل وجود مشکلات اساسی در روش تغلیظ تبخیری مایعات، از جمله مصرف بالای انرژی و کاهش کیفیت( رنگ، مزه، عطرو طعم، ارزش غذایی) محصول نهایی، تکنیک های جایگزین دیگری مورد بررسی قرار گرفته اند.
از جمله این تکنیک ها اسمز معکوس و تغلیظ اسمزی است. این تکنیک ها علاوه برحفظ تازگی، خصوصیات حسی و تغذیه ای ماده غذایی، هزینه های مربوط به مصرف انرژی را کاهش می دهد. اسمز معکوس برای تغلیظ آبمیوه ها و محصولات لبنی به کار می رود، ولی به تنهایی قادر نیست که مایعی را به تغلیظ نهایی برساند و به عنوان مرحله پیش تغلیظ کاربرد دارد. لذا به صورت تجاری، بیشتر از فرایند اسمز مستقیم استفاده شده، که درمقایسه با اسمز معکوس، مصرف انرژی پایین تری دارد.
در این مقاله به بررسی بیشتر تکنیک های تغلیظ، که در آن ها از نیروی اسمز استفاده شده است، می پردازیم.

1- مقدمه
تغلیظ مایعات یکی از مراحل فراوری در صنعت غذاست. مایعات به دلیل کاهش حجم و وزن محصول، در نتیجه کاهش قیمت بسته بندی، انتقال، جابجایی و انبارداری، کاهش فعالیت آبی و افزایش پایداری و عمر ماندگاری فراورده و آماده کردن ماده غذایی برای فرایند خشک کردن تغلیظ می شوند.
بیشتر مواد غذایی مایع در اواپراتورها تغلیظ می شوند. حرارت باعث از دست رفتن مواد فرار و کاهش ارزش تغذیه ای می شود. برخی از مواد فرار را می توان با تقطیر بخار بازیابی کرد، این کار هزینه زیادی در بر دارد. همچنین برخی از ترکیبات فرار مولد آروما غیر قابل کندانس هستند.
استفاده از تبخیر تحت خلا نیز مستلزم صرف انرژی بالا و استفاده از سیستم های ذخیره کننده انرژی ( کمپرسورهای حرارتی، کمپرسورهای مکانیکی و ...) است(1).
لذا برای دستیابی به محصولی با کیفیت بیشتر و مصرف انرژی کمتر،تکنیک های جدیدی به وجود آمده است. این تکنیک ها علاوه بر حفظ تازگی، خصوصیات حسی و تغذیه ای ماده غذایی، هزینه های مصرف انرژی را کاهش می دهد. به دلیل مشکلات ناشی از حرارت در اواپراتورها به این روش ها، تکنیک های تغلیظ سرد می گویند. این تکنیک ها شامل تغلیظ انجمادی، اسمز معکوس RO و تغلیظ اسمزی OC است.
محصول به دست آمده از تغلیظ انجمادی کیفیت بسیار بالایی دارد ولی تنها برای مایعات شفاف شده به کار می رود. فرایند بسیار کند انجام شده و انرژی مورد نیاز برای تغییر فاز و هزینه تغلیظ انجمادی در سطح تجاری، زیاد است. این دلایل کاربرد تغلیظ انجمادی را محدود ساخته است.
عیب تکنیکی RO، افزایش غلظت مواد قطبی و رسوب گذاری در غشا است. همچنین فشار زیاد و فشردگی غشا برای رسیدن به بیشترین غلظت فراورده مورد نیاز است(2).
وجود عیب های فوق، تکنیک های غشایی کم فشار را جایگزین کرده است که شامل جداسازی اسمزی و غشایی و اسمز مستقیم می باشد.
2- مفهوم اسمز و اسمز معکوس
در یک دستگاه اسمزی ، محلول توسط غشا از حلال خالص جدا می شود. این غشا نسبت به حلال تراوا می باشد ولی نسبت به ماده حل شده چنین وضعیتی ندارد. در این حالت، حلال تمایل دارد به سمت محلول حرکت کند.
لوله U شکلی را در نظر می گیریم که غشایی نیمه تراوا بین آب خالص و محلول آب نمک قرار دارد. این غشا نسبت به آب، تراوا است و مولکول های آب می‌توانند در هر دو جهت حرکت کرده ولی مولکول های نمک نمی تواند از آن عبور کتند.
در ابتدا ارتفاع آب در بازوی چپ لوله، برابر ارتفاع محلول نمک در بازوی راست آن است. در بازوی چپ لوله فوق (بازویی که محتوی آب خالص است)، تعداد مولکول های آب در واحد حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از این رو، سرعت عبور مولکول های آب از سمت چپ غشا به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آن ها در جهت مخالف است. در نتیجه، تعداد مولکول های آب در سمت راست غشا به تدریج زیاد شده و محلول نمک رقیق‌تر گشته و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله افزایش می یابد به این پدیده اسمز می گویند. افزایش فشار هیدرواستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول ناشی می‌شود، مولکول های آب را از سمت راست غشا به سمت چپ آن می راند. سرانجام حالت تعادلی در سیستم به وجود آید که درآن، سرعت عبور مولکول های آب از غشا در دو جهت برابر است. اختلاف ارتفاع مایع در دو بازوی لوله در حالت تعادل، بیان گر میزان فشار اسمزی است.
اگر بر محلول بازوی سمت راست ، فشاری بیش از فشار اسمزی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده می‌شود که به این فرایند اسمز معکوس می گویند.










3- کاربرد اسمز معکوس
تحقیقات زیاد حاکی از آن است که اسمز معکوس به تنهایی قادر نیست که مایعی را به تغلیظ نهایی برساند. برای مثال آب گوجه فرنگی با متد اسمز معکوس، نهایتا به بریکس 9 می رسد. دستیابی به غلظت های بالاتر، مشکلاتی از جمله رسوب و کاهش پیوستگی جریان نفوذی را به وجود می آورد. علاوه بر این محدودیت ها، مقاومت محدود غشاهای اسمز معکوس به فشارهای هیدرولیکی نیز مطرح است. بیشترین فشاری را که بسیاری از غشاهای مورد استفاده در اسمز معکوس می توانند تحمل کنند 80- 60 اتمسفر است(3).
مشکل اصلی تغلیظ توسط اسمز معکوس برای محققین، طراحی فرایند تغلیظ ترکیبی است.
دال و همکاران با بررسی 4 فرایند مختلف برای تغلیظ آب گوجه فرنگی، دریافتند که بهترین راه اقتصادی تغلیظ آب گوجه فرنگی، پیش تغلیظ توسط سانتریفوژ، بعد تغلیظ با اسمز معکوس و سپس قرار دادن کنسانتره حاصل از آن در اواپراتور تحت خلاء به همراه اعمال فشارمکانیکی است. درنهایت کنسانتره نهایی با پالپ گوجه فرنگی حاصل از سانتریفوز مخلوط شد(4).
در تحقیقی دیگر برای تغلیظ آب گوجه فرنگی و سبزیجات، از ترکیب پیش تیمارهای فیلتراسیون، اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون و اسمز معکوس استفاده شد. آب گوجه و سبزیجات ابتدا به ترتیب از غشا های فیلتراسیون، میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون عبور داده شدند. بخش تغلیظ شده جدا نگه داشته شده و پرمیت ( سرم آب گوجه ) حاصل از مرحله اولترافیلتراسیون، تحت اسمز معکوس قرار گرفت. در نهایت ماده تغلیظ شده 2 مرحله با هم تحت فشار بالا مخلوط شدند. این عمل باعث کاهش رسوب گذاری در غشا و افزایش جریان نفوذی شد.
در نهایت محصول به دست آمده نسبت به نمونه تجاری جریان بیشتر و قوام کمتری داشت(5).
اسمز معکوس به طور تجاری در صنعت غذا، بیشتر جهت فرایند پیش تغلیظ به کار می رود.
4- کاربرد اسمز مستقیم
اسمز مستقیم نسبت به تکنیک های دیگر به دلیل ارزان تر بودن و عمر بیشتر غشای مورد استفاده، کاربرد بیشتری دارد. این روش در فشار و دمای پایین انجام می شود.
استفاده از این تکنیک، جهت تولید مواد خوراکی تغلیظ شده به تازگی ابداع نشده است. خیلی از کشاورزان اروپایی برای تغلیظ شربت ها، کیسه ای از جنس مواد نیمه تراوا ساخته و داخل آن را از شربت پرمی کردند. آب از طریق نیروی اسمزی از سمت شربت به سمت آب نمک حرکت می کرد(6).
براساس روش سنتی، فرایند تجاری توسعه پیدا کرد.
در فرایند تجاری، ماده خوراکی مایع را درون کیسه ای از جنس مواد نیمه تراوا می ریزند و سپس کیسه را از یک محیط اسمزی با دمای متعادل شده می گذرانند. در این فرایند، انتخاب شرایط عملیات و جنس غشای نیمه تراوا مهم است.
این روش برای تغلیظ آبمیوه ها، شیر و محصولات لبنی مناسب می باشد. حرکت کیسه در محیط اسمزی نسبت به روش سنتی که آن را درون محیط ثابت نگه می داشتند، باعث می شود آب شدت جریان بیشتری داشته و زمان تغلیظ کوتاه شود(7).
اولین بار، فشاراسمزی توسط پاپر و همکاران در سال 1966 استفاده شد. آن ها ابتدا از غشاهای اسمز معکوس از جنس استات سلولز و مواد مشابه، به اشکال لوله ای و صاف استفاده کردند.
به مرور زمان تغییرات مناسبی در سیستم غشاهای تجاری به وجود آمد، که اجازه سیرکوله شدن به ماده غذایی مایع و محیط اسمزی را می دهد. از جمله طراحی، غشاهای لوله ای که باعث افزایش جریان اسمزی شده و از رسوب گذاری جلوگیری می کند.
همچنین از غشای اسمز معکوس، ترکیب فیلم لایه نازک(TFC ) که به طور مناسبی تغییر یافته بود، استفاده شد. در پیشرفت های بعدی غشاها نازک تر( ضخامت کلی 28-25 میکرومتر،) شدند ولی همانند غشاهای اسمز معکوس دارای لایه های به هم فشرده بوده و اجازه عبور ذرات مواد غذایی، به جز آب را نمی دهد.
امروزه از غشاهایی از نوع اسمز معکوس، ترکیب فیلم لایه نازک یا پلی آمید آروماتیک استفاده می شود(3).
مراحل فرایند به شرح زیر است:
پس از این که مقدار مشخصی از محلول خوراک و محیط اسمزی در تانک مربوطه قرار گرفت، سیستم شروع به کار می کند. خوراک و محیط اسمزی توسط پمپ ها درو ن سیستم به گردش در می آیند. فشارها در سیستم به گونه ای تنظیم می گردد تا همواره اختلاف فشار، بین طرف خوراک و محیط اسمزی مثبت باشد. در طول مدت کار سیستم، به طور مرتب از خوراک و محیط اسمزی، نمونه برداری می شود. اندیس رفراکت نمونه های توسط رفراکتومتراندازه گیری می شود. از طریق ارتباط استاندارد بین غلظت و اندیس رفراکت، میزان غلظت محلول کلرید سدیم مشخص می گردد. توسط غلظت محیط اسمزی در طول مدت زمان عملیات، میانگین جریان تراوشی در هر زمان اندازه گیری می شود(3).
5- جداسازی اسمزی و غشایی
موازی با توسعه تغلیظ مستقیم اسمزی که با غشاهای آب دوست تجهیز می شوند، فرایند تغلیظ اسمزی دیگری نیز مورد بررسی قرارگرفت. این فرایند بسته به طبیعت پارامترهای فیزیکی تشکیل دهنده نیروی محرکه برای جداسازی آب، جداسازی اسمزی یا جداسازی غشایی نام دارد، این پارامترها شامل دما یا غلظت است.
اگر عامل ایجادکننده نیروی اسمزی دما باشد به این تکنیک جداسازی غشایی و اگر غلظت باشد، جداسازی اسمزی می گویند. در هردو مورد تفاوت فشار بخار، عبورآب از غشا را تنظیم می کند. این تفاوت به عنوان نیرومحرکه، برای عبور بخار آب از میان غشاهای متخلخل عمل می کند. در تمام موارد، غشاهای به کار رفته طبیعت آب گریز و غیرآب پذیر دارند، آن ها از پلی وینیل دی فلوراید(PVDF) یا پلی تترا فلورواتیلن( PTFE ) ساخته می شود. سایز سوراخ ها از2/0 تا 1 میکرومتر، تخلخل از 60% تا 80% و ضخامت کلی از 80 تا 250 میکرومتر متفاوت است(8).
6- نتیجه گیری
امروزه برای غلبه بر مشکلات ناشی از تغلیظ تبخیری مایعات، از نیروی اسمز جهت تغلیظ مایعات خوراکی استفاده فراوانی می شود.
تکنیک های اسمز معکوس به عنوان جایگزینی برای روش تبخیرسنتی مطرح است. اما دارای محدودیت هایی است. لذا از آن بیشتر به عنوان مرحله پیش تغلیظ استفاده می شود.
استفاده از تکنیک های اسمزی مثل اسمز مستقیم، جداسازی اسمزی و غشایی در تغلیظ مواد غذایی، محدودیت های اسمز معکوس را در دستیابی به محصول نهایی با غلظت بالا ندارد. انرژی مصرفی آن پایین تر است و نیاز به انرژی هیدرولیکی ندارد. عملیات در دمای پایین انجام می شود که برای حفظ کیفیت محصول نهایی، بسیار حائز اهمیت است. منتها کارایی فرایند نیازمند استفاده از غشا با خصوصیات نفوذی مناسب است.
7- منابع

1- Lazarides, H. N., Iakovidis, A., & Schwartzberg, H. G. (1990). Aroma loss
and recovery during falling film evaporation. In W. E. L. Spiess & H. Schubert (Eds.), Engineering and food. vol. 3,pp: 96–105.


2- Merson, R. L., Paredes, G., Hosaka.D. B. (1980). Concentrating fruit juice by reverse osmosis. Ultrafiltration membranes and application. New York: Plenum Press. P: 405.

3- Petrotos, K. B., Lazarides, H. N. (2001). Osmotic concentration of liquid foods. Journal of Food Engineering 49. p: 201-206.

4- Dale, M. C.,Okos, M, R., Nelson, P. (1982). Concentration of tomato products: analysis of energy saving process alternatives. Journal of food science, 47(6). p:1853-1858.

5- Koseoglou, S, S., Lowson, J, T., Lusas, E. W. (1991). Vegetable juice produced with membrane technology. Process combining ultrafiltration and reverse osmosis yields fresh tasting, clarified juices. Food Technology. 45(1). P: 124-130.

6- Cussler, E. L. (1984). Diffusion: Mass transfer in fluid systems. Cambridge,
England: Cambridge University Press, p: 384.

7-Scott, R.D. (1975). Dehydration and packing of foodstuffs. US Patent 3,858,499 January 7.

8- Dova, M. I., Petrotos, K. B., Lazarides, H. N. (2007). On the direct osmotic concentration of liquid foods. Part I: Impact of process parameters on process performance. Journal of Food Engineering 78. p: 422–430.
مصرف کننده ، تخصص ، مشارکت

سایر مقالات
مقاله قبلی نوشابه های رژیمی و شیرین کننده ها سرکه مقاله بعدی
بی‌شک دیدگاه هر کس نشانه‌ی تفکر اوست، ما در برابر نظر دیگران مسئول نیستیم